压井方法及原理

企业   2025-01-09 22:55   北京  


关井后,为恢复井内压力平衡,需进行压井作业。

井底常压法压井原理:通过利用开大与开小节流阀始终保持井底压力梢大于地层压力,排出污染的钻井液,恢复井内压力平衡。

压井方法:



司钻法压井(又称二次循环法压井,需循环二周钻井液)
        第一循环周:用原钻井液将环空中已受污染的钻井液,顶替出井,同时配置重钻井液。
        第二循环周:用重钻井液将环空中的钻井液,顶替到地面,恢复井内压力平衡。

司钻法压井动画


司钻法压井施工步骤 


1、缓慢开泵、同时打开节流阀;
      要求:使套压保持关井套压不变。
2、调整泵排量到压井排量,并保持不变,原浆进行循环,直到环空受污染的钻井液被排出地面;
      要求:在此过程中,调节节流阀保证立管压力为初始循环立管压力。
3、环空受污染的钻井液被排完后,停泵、关节流阀,观察关井套管压力是否等于关井立压。
(相等、则排污顺利,配置井眼容积1.5-2倍的重钻井液;若关井套压>关井立压,则需继续以上工作)
4、缓慢开泵,同时打开节流阀;
      要求:保持第一循环周结束时关井套压不变。
5、调整泵排量到压井排量,并保持不变,向井内泵入重钻井液,直到重钻井液到达钻头;
      要求:在此过程中,调节节流阀保证套管压力不变(初始循环立管压力逐渐下降到终了循环立管压力)
6、重钻井液从钻头经环空向上返出地面。
       要求:保持压井排量不变,调节节流阀使立管压力始终保持终了循环立管压力。
7、停泵、关节流阀、观察关井套管压力和关井立管压力是否全等于零。
(全为零,压井成功;若关井套压不为零,说明井内仍有受侵钻井液,此时应再补注1.5-3方钻井液,检查,再观察。关井套压仍不为零,则需重新压井。)


工程师法压井


又称一次循环法压井 
用重钻井液将受污染的钻井液顶替出井,恢复井内压力平衡。

工程师法压井施工步骤



1、缓慢开泵,同时打开节流阀;使套压等于关井套压不变。
2、调整泵排量到压井排量,并保持不变,向井内泵入重钻井液,直到重钻井液到达钻头;
      要求:在此过程中,调节节流阀保证立管压力由初始循环立管压力逐渐下降到终了循环立管压力)
3、重钻井液从钻头经环空向上返出地面。
       要求:保持压井排量不变,调节节流阀使立管压力始终保持终了循环立管压力。
4、停泵、关节流阀、观察关井套管压力和关井立管压力是否全等于零。全为零压井成功。

边循环边加重压井法(一般不采用此法)



   1、只有在下列情况下才被迫使用:
         a、未安装井控装置;
         b、虽安装了井控装置,但表层套管下得太浅,不敢关井,只能导流放喷。
         c、虽安装了井控装置,也有足够的套管深度,但控制失效。
    2、采用边循环边加重压井法需具备如下条件:
        a、储备了井筒容积2倍以上的高密度钻井液。密度较原钻井液密度高出0.3以上,且依据最高地层压力确定。
        b、储备了足够的加重材料,能临时将原钻井液密度提高0.3以上。
        c、压井设备能够保证:压井排量大于地层溢流量。同时保证在溢流状况下:每循环一周,要求将钻井液密度提高0.10-0.30以上。

反循环法压井



反循环法压井就是在关井的条件下,从压井管线向环空注人钻井液,迫使地层流体从钻柱内返出。排出溢流的时间大约为正循环法的三分之一至五分之一。
反循环法压井必须具备如下条件:
①钻柱在套管内,或裸眼井段很少;
②要有完善的井口装置;
③要有清洁的工作液。
在井下作业经常用这种方法,但对钻井来说,最好不用这种方法,因为岩屑可能堵塞钻头水眼,造成循环失灵;整个循环系统的压耗都加在环形空间,可能会超过井口允许压力,也可能会引起地层破裂而发生漏失.

压井过程中异常情况的判断与处理


1、在压井过程中发生井漏;
         在压井排出溢流的过程中,若裸眼井段的地层被压漏。
    现象:立管压力和套管压力均要下降,
    处理:此时不能用控制地面压力的方法进行压井作业。
      ①发现小漏,可适当地减小压井排量,适当地降低压井钻井液密度,继续施工;
      ②如发现大漏,可以起钻至适当位置,再循环钻井液;
    如漏,再起,再试循环,一直起到能建立起循环的井深为止,调整好钻井液性能,再分段下钻循环,将井压稳;
2、在压井过程中钻具断落;
    现象:则循环立管总压力下降。
   处理:若溢流在断点以下,则排出溢流时套压稳定不变。
(1)或注人超高密度钻井液压井,使井底压力平衡地层压力。
(2)或等候溢流自动上升至断点以上,再排除溢流。

若溢流在断点以上。可继续压井,排出溢流,再按关井立管压力计算压井有关数据,第二次进行压井,使断点以上液柱压力与断点以下液柱压力之和略大于地层压力。    
3、钻具刺漏
现象:钻具刺漏则循环立管总压力下降;压井钻井液从中途返出,形成短路循环。此时若按原来的施工要求和步骤压井,达不到应有的效果。
处理:
(1)首先要用测定循环周的方法大致计算钻具刺漏
位置。然后再按钻具断落的情况进行压井。
(2)或在条件许可时,也可用超高密度钻井液从环空将溢流挤回地层。
4、节流管汇堵塞
现象:套压会急剧上升。
处理:可以开大节流阀冲洗,或另换一条备用支路。
5、钻头水眼堵塞
    ①当部分钻头水眼堵塞时;
现象:泵压上升,尚能维持循环。
处理:降低压井排量循环,或者改用水泥车提高压力循环,力争把井压稳。
    ②当正循环不可能时,
处理:试用反循环解堵,但要控制环空压力不能超过允许压力。
    ③当如钻柱上未接回压阀,钻柱内也不外溢时;
处理:可下定向炸弹至钻头,炸掉钻头水眼,或炸裂下部钻挺,或者下射孔枪在最下部钻杆上射孔,打开一条循环通路。
 

  


特殊情况下的压井方法


1、起下钻中途发生溢流或井喷时:
 原因:停泵后减少了一个环空压耗,起钻时又增加了一个抽汲力量,如果灌钻井液再不及时,很容易发生溢流或井喷。
(由于钻具不在井底,给处理工作带来了许多困难,应根据不同情况予以对待。)
 处理:①起钻时发现灌不进钻井液或灌入量小于起出的钻具体积,但尚未发生井涌,应立即下钻到底,用原浆循环,将侵人井内的地层溢流物排出,并处理和适当加重钻井液,然后起钻。
②强行下钻压井。
如在起下钻中途发生井涌,应立即在钻具上接回压阀,强行下钻。井涌未加剧,可一直下钻到井底,控制一定的回压,排出溢流物,并适当调整钻井液,循环稳定后再起钻。
如在下钻的过程中,井涌加剧,在条件许可时,可利用防喷器在关井的情况下强行下钻。
强行下钻的方法:
 a、利用多效能防喷器,在钻杆接头通过防喷器时,要控制好防喷器的关闭压力,使密封胶皮有一个轻微的“呼吸”动作,钻杆接头要非常缓慢地通过防喷器心子,通过钻杆本体时,防喷器心子不能发生泄漏。
b、交替使用多效能防喷器和管子闸板防喷器强行下钻,当钻杆接头通过多效能防喷器时,打开多效能防喷器。关闭管子闸板防喷器;
c、利用两组管子闸板防喷器强行下钻,两组防喷器之间要有足够的距离,当钻杆接头通过上防喷器时,关闭下防喷器,打开上防喷器;
请注意:只有在有备用的防喷器时,才能利用这种方法强行下钻。
(1)适用:空井发生溢流或井涌初期。
 (2)使用条件:天然气溢流量小,上升不高,而且套管较深,裸眼段不长,产层具有一定的渗透性。
 (3)施工步骤:
     a)发现溢流立即关井,求出井口压力,并计算出需要挤入的钻井液量。
     b)确定施工最高压力(应小于井口工作压力、套管抗内压强度的80%和地层破裂压力三者中的最小者)
     c)在施工压力保持在许可压力的前提下,以小排量向井内挤预定量的钻井液。
 开井后,若井口无钻井液外溢,即告结束,否则,应再挤钻井液。
2、喷漏并存时的压井方法
      当喷层和漏层同时存在时,压力稍小则喷,压力稍大则漏。根据又喷又漏产生的不同原因,其表现形式可分为上喷下漏、下喷上漏、同层又喷又漏。
(1)上喷下漏的处理
      在高压层下钻遇低压层时发生钻井液漏失,导致高压层发生溢流或井喷。
     a)立即停止循环,间歇定时定量反灌钻井液,以降低漏速,尽可能维持一定液面来保证井内液柱压力略大于高压层的地层压力。反灌的钻井液密度应稍低于原浆密度;
      b)从钻杆内打人低密度的堵漏钻井液,当堵漏钻井液发生作用后并能建立循环。井喷也就不会发生了;
     c)如因没有钻井液,又不能维持一定量液面,而发生了井喷,此时应立刻关井,从钻杆内挤人堵漏钻井液,当堵漏钻井液发生作用时,井口压力会上升,此时可按正常程序压井。
(2)下喷上漏的处理
             当钻遇高压地层发生溢流后,提高钻井液密度压井,而将高压层以上的地层压漏,钻井液失返。
     a)如了解漏层的大致位置,可起钻至漏层上,注堵漏钻井液堵漏;
    b)若喷漏层相距甚远,可注人超高密度钻井液于喷层以上漏层以下井段,平衡地层压力,先止喷。然后起钻至漏层位置,再堵漏;
     c)可以考虑在喷层以上注水泥塞或重晶石塞,将喷漏层隔开,先堵漏,再治喷;(危险大,当溢流将水泥浆顶至钻头以上时,会造成卡钻)
     d)实在没法时,可考虑下套管固井。
(在定时定量灌钻井液的条件下,能保证在上部地层井漏的条件下维持井内压力,不至于造成井喷)
起出钻具,下人套管,再打超高密度钻井液于喷漏层之间压井,然后注水泥封井。最好在喷漏层之间的套管串上带上管外封隔器,在固井碰压的同时撑开管外封隔器,保证喷层以上的封固质量。
(3)同层又喷又漏的处理:
      同层又喷又漏多发生在裂缝、孔洞发育的地层,这种地层对井底压力的变化十分敏感,井底压力稍大则漏,稍小则喷。
处理方法:
 a)间歇定时反灌一定数量的钻井液,维持低压头下的漏失,起钻,然后下光钻杆堵漏;
 b)遇到大溶洞,无法堵漏时,可使用清水边漏边钻,或用泡沫钻井液维持平衡钻进,钻达一定深度后,下套管固井,漏层以下下筛管,漏层以上用管外封隔器封堵,使水泥浆从封隔器以上上返。 


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